Тестирование радиоизлучающих систем и радиочастотных материалов в широком диапазоне волн позволяет на очень ранней стадии проектирования характеризовать радиочастотные свойства материалов при разработке новых антенных технологий. Такие параметры, как комплексный показатель преломления (и, следовательно, диэлектрическая проницаемость и дисперсионные потери), извлекаются из ВЧ-измерений полимеров, керамики и пеноматериалов, материалов, широко используемых в космических и наземных антеннах.
Основное назначение тестовой системы — это сбор данных характеризующих электромагнитное излучение (ЭМИ) при проверке проектируемых радиопередающих устройств. Система развертывается в любой безэховой камере (БЭК) и способна генерировать необходимую шумовую картину с целью имитации работы испытуемого образца в условиях приближенных к реальным эксплуатационным.
На рисунке (Рисунок 1) представлена структура распределенной системы оценки качества сетей информационного обмена с учетом воздействия шума.
Рис. 1. Пример применения системы для работы в БЭК
Основные технические возможности:
- Автоматизированный сбор и обработка измеренных данных по ЭМИ;
- Основные измерения (Выходная мощность, Внеполосные излучения).
- Хранение результатов испытаний.
- Формирование шумовой картины городской инфраструктуры.
- Представление информации в вариантах, унифицированных для сертифицирующих организаций.
- Сбор системы в составе БЭК
Достоинства:
- Минимальная цена по сравнению со специализированным оборудованием.
- Оптимизация встроенной измерительной программы для оценки заданных параметров.
- Разворачивание системы в любой БЭК
Недостатки:
- На данный момент использование только в БЭК, из-за шумового излучения в СВЧ диапазоне.
Структурно-функциональная схема тестовой системы
Структурно-функциональная схема тестовой системы представлена на рисунке 2.
Рис. 2. Структурно-функциональная схема Тестовой системы
Тестовая система представляет собой изделие в состав которого входят следующие функциональные узлы:
— Сканер
- Базовая плата (носитель) Тестовая системой c преобразователями AC-DC и гальванически изолированным интерфейсом для 4-х плат мезонинов, управление на основе FPGA, ОЗУ, ПЗУ, FLASH (microSD), специализированная обработка информации на основе ЦСП;
- Плата мезонин №1 – Измерительная плата с унифицированным интерфейсом для управления АЦП№1, схемой предусиления и разъемами для подключения измерительных антенны №1 по коаксиальными кабелями;
- Плата мезонин №2 – Измерительная плата с унифицированным интерфейсом для управления АЦП№2, схемой предусиления и разъемами для подключения измерительных антенн №2 по коаксиальными кабелями;
- Плата мезонин №3 – Измерительная плата с унифицированным интерфейсом для управления АЦП№3, схемой предусиления и разъемами для подключения измерительных антенн №3 по коаксиальными кабелями;
- Плата мезонин №4 – Измерительная плата с унифицированным интерфейсом для управления АЦП№4, схемой предусиления и разъемами для подключения измерительных антенн №4 по коаксиальными кабелями;
- Измерительная антенна система (ИАС) мезонина №1;
- ИАС мезонина №2;
- ИАС мезонина №3;
- ИАС мезонина №4;
- Кабель питания от сети переменного тока 220 В;
- Кабель настройки (кабель USB-B);
- Пластиковый бокс для РЭА.
— Составной передатчик
- Блок управления составного передатчика;
- Генератор шума;
- Блок усилителя мощности 1;
- Блок усилителя мощности 2;
- Блок усилителя мощности 3;
- Блок усилителя мощности 4;
- Коммутатор СВЧ сигналов 4 входа на 1 выход (допускается использование составной коммутатор из 3-х устройств CCR-33S3C);
- Разветвитель сигнала 1 вход на 12 выходов;
- 12 шт. однотипных передающих антенн/антенных систем.
Техническое описание сканера
Базовая плата (носитель) должна обеспечивать преобразование питающего напряжения переменного тока/постоянного тока в линейку напряжений питания, информационный обмен c ПК по интерфейсу USB и Ethernet 100/1000, схему подключения разъемов стандарта FMC (для установки плат мезонинов №1-4). Для выполнения требований по скоростному обмену и организации специализированного управления выбрана ПЛИС Stratix V производства фирмы Altera, для реализации вычислений выбран ЦСП полное наименование серии TMS320.
Техническое описание составного передатчика
Блоки усилителей мощности 1-4 должны обеспечивать усиление сигнала в диапазоне частот 20 -520 МГц, 500-2500 МГц, 20 – 1000 МГц и 2500 – 6000 МГц соответственно.
Заключение
Резюмируя описание тестовой системы, можно отметить следующие преимущества в сравнении с существующими системами на рынке:
- на базе данного решения возможна оптимизация базовой платы и плат мезонинов 1-4 под применение унифицированных измерительных антенных систем;
- в рамках развития линейки мезонинных модулей предусмотрена/остается возможность увеличения сканируемого диапазона;
- для создания системы, с учетом макетирования, потребуется не менее 530 шт. комплектов модулей составляющих систему. Данное решение позволит проводить испытание техники (например, набирающий популярность электротранспорт) на ЭМИ/ЭМС c учетом шумовой обстановки.